CD prehrávač

MP3

Mikrovlnná rúra

TV

Mobilný telefón

Tabletka

Batéria

Computer Chip

Chladnička

Supervision

Šampón

Sun protection

Internet, WWW & Grid

| Ako pracuje počítačový čip? | Ktorý vedný odbor umožnil vznik čipov?|

Počítače sú zložené z množstva mikročipov (ďalej len čip) uložených na elektronických paneloch. Čip môže ukladať počítačovú pamäť, alebo vytvárať logické okruhy pre mikroprocesory. Jeden z najznámejších čipov je Pentium mikroprocesor od Intelu.

Čip je vyrobený z polovodivého materiálu , väčšinou silikónu, na ktorom je pripojený integrovaný obvod. Typický čip môže obsahovať milióny elektronických komponentov (tranzistorov).

Čip je vyrobený zo silikónového plátu, (v špeciálnych prípadoch zo zafíru) ktorý je vyrezaný na vhodnú veľkosť a potom leptaný do obvodov a elekronických zariadení.

Intel procesor (obrázok so súhlasom Michaela W. Davidsona http://microscopy.fsu.edu)

Moderné počítače spracúvajú väčšie a väčšie množstvá údajov cez menšie a menšie polovodičové čipy.

Existujú rôzne druhy čipov: CPU čipy (ktoré sa volajú mikroprocesory) ktoré obsahujú celú riadiacu jednotku, kým pamäťové čipy obsahujú prázdnu pamäť.

Čipy sú dostupné v rôzných baleniach. Najpoužívanejšie sú tieto:

• DIP (Dual in-line packages) s 8 až 40 nožičkami rovnomerne rozdelenými do dvoch radov.
• PGA (Pin-grid arrays): štvorcové čipy, kde sú vývody usporiadané do sústredných štvorcov.
• SIP (Single in-line packages): čipy s jednym radom nožičiek v rovnom rade, ako hrebeň.

Ako prídavok k týmto typom čipov sú ešte aj SIMM (single-inline memory modules), ktoré obsahujú až 9 čipových balení ako jedna samostaná jednotka.

Mnoho čipov na špeciálne použitie, známe ako aplikované špecifické integrované obvody, sú vyrábané v súčasnoti pre automobily, domáce spotrebiče, telefóny a iné zariadenia.

Plazma: ionizujúci plyn

V EFDA fúznych laboratóriách po celej Európe sa vedci snažia vytvoriť horúcu plazmu (ionizovaný plyn) tak, aby pretrvávala v takomto stave, v zariadeniach zvaných tokamak. Zariadenia budúcnosti, ktoré budú založené na týchto tokamakoch, budú schopné zohriať a udržať plazmu dostatočne dlho, aby mohla prebehnúť fúzia ( presne to, čo sa deje v Slnku a v iných hviezdach). Proces syntézy bude produkovať čistú energiu, ktorá bude použitá pre budúcu generáciu elektriny.

Dôležitým dodatočným prínosom tohto veľkého výskumného projektu je vývoj technológií vo vytváraní a štúdiu plazmy, ktoré umožnili silikónovým čipom, aby boli menšie a rýchlejšie.

Plasma etch system with a fusion diagnostic

Pôvodné čipy boli vyrábané tak, že sa využívali chemické (mokré) procesy. Tieto techniky ale limitovali výrobu čipov v tom, aké malé a presné mohli nanajvýš byť. Prebraním plazmových výrobných technológií z vedy o syntéze, polovodičový priemysel začal vyrábať mikroprocesory, ktoré zdvojnásabojú svoju kapacitu a rýchlosť každých 18 mesiacov. Nový 2GHz Pentium 4 procesor obsahuje 42 miliónov tranzistorov , čo je o 50 percent viac ako má Pentium 3.

Kľúčom k všetkým týmto postupom sú 3 techniky pevne zakorenené vo výskume jadrovej fúzie.

• Lithografia

  Použitím sérií masiek a fotorezistov sú malé elektronické obvody zobrazené do silikónového povrchu procesom blízkym fotografovaniu. Na ožiarenie silikonového povrchu sa používa ultrafialové žiarenie a dosahuje sa  rozlíšenie na 1/4000 mm. Avšak pre ďalšiu generáciu ešte rýchlejších mikroprocesorov budú potrebné extrémne zdroje ultrafialového a rontgenového žiarenia, aby mohli vztvárať ešte menšie obrazy. Vývoj intenzívnych ultrafialových a rontgenových zdrojov, ako priamy výsledok experimentov vo fúznych zariadeniach ako sú tokamaky, pomôže v procese miniaturizovania budúcich čipov.

  Je možné, že tokamaky sa stanú nízkorozpočtovou alternatívou pre veľké synchrotrónové zdroje používané v súčasnosti.

• Plazmové leptanie

  Keď sa už pomocou litografie obraz elektrického obvodu vtlačil do silikónovej platničky, potom sa v nej technológiou plazmového leptania vyhĺbia jemné zárezy veľkosti 0,25 mikrónov. Častice plazmy pritom selektívne prenášajú silikónový materiál presne riadeným spôsobom. Optimalizácia tohto procesu vyžaduje sofistikované merania plazmy, ktoré využívajú postupy vyvinuté počas mnohoročného výskumu jadrovej syntézy.

• Ukladanie plazmy

  Aby boli čipy rýchlejšie a ešte menšie, procesory potrebujú byť kumulované a spojené podobne ako obvodové panely. Techniky ukladania plazmy umožňujú kovovým iónom, aby boli uložené do tenkých drôtových pásov a tým spájali rôzne časti obvodov.

  Bez týchto revolučných techník by neexistovalii procesory potrebné pre naše počítače, mobilné telefóny a ďalšie čoraz sofistikovanejšie užívateľské zariadenia. Výskum fúzie pomohol zmeniť svet!

By Matt Kaplan, science writer